ペンシルバニア州の金属製造業者は自動化を念頭に置いています

May 01, 2023

Glen Zimmerman は、会社の EBe パネル曲げ機のスケジュールを確認します。 画像: プリマパワー

組織に適切に適合するものを探している金属製造会社は、長年にわたって一貫した課題を抱えています。 もちろん、最近ではレストランや接客業など他の経済部門の時給が上昇しており、新人レベルの人材獲得競争がさらに激化しているため、状況はさらに悪化している。

この進行中の傾向に対抗するために、金属製造業者は、従業員がより複雑な作業に取り組めるよう、作業現場での製造活動の自動化に可能な限り投資しようと努めてきました。 しかし、一部の人にとって、これは新しい戦略ではありません。 たとえば、Raytec Fabricating は、壁に書かれた書き込みを数年前から見ており、長年にわたってより生産性の高い製造技術を購入しただけでなく、購入するたびに将来の自動化も計画してきました。

The FABRICATOR の読者なら、Raytec の名前に聞き覚えがあるかもしれません。 ペンシルバニア州ニューホランドを拠点とするこのショップは、すでに所有していた 15 kW の機械に加えて 20 kW のファイバーレーザー切断機を入手したばかりだったため、2020 年 12 月に特集されました。 新しいレーザー切断技術への投資は、会社の成長計画と結びついています。 この製造会社は、ジョブショップの仕事が成長するのを見てきましたが、側溝システムなどの建築製品や、豚の重量を量る専用のカートなどの農業関連製品など、自社の製品ラインでも多忙でした。 (ニューオランダ工場はこれらの最終製品セグメントの板金部品を扱い、他の製造能力は建築製品に必要なスタンピングとロールフォーミングを担当します。)

この記事の公開以来、Raytec は、以前の 2 台のレーザー切断機のサプライヤーである Fairmont Machinery の 30 kW Eagle ファイバー レーザーを追加しました。 同社のオーナーの一人で創業者レイモンド（レイテックの「レイ」）の息子であるグレン・ジマーマン氏は、より効率的にレーザーカットされた金属ブランクが自社に競争上の優位性をもたらすことを知っていると語った。 また、このタイミングにより、多くの求人サイトが高キロワットのレーザー切断能力となった軍拡競争に参加しないことを望んでおり、市場での需要が高まるであろう時期に 15 kW レーザーを販売することができました。

しかし、このレーザー切断能力はすべて、曲げ作業にさらなる負担をかけます。 単にプレスブレーキを追加するだけでは解決策にはなりませんでした。経験豊富なブレーキオペレーターを見つけること、あるいはプレスブレーキの習得に興味のある人を見つけることさえ、それほど簡単ではないからです。 そのため、同社は、より大きくて扱いにくい部品の多くが現在成形されている CNC 折り機や、困難な小型部品を曲げる場合の最初の選択肢となっている TRUMPF ロボット曲げセルなどの曲げ技術を追加しました。

「成功するには、（自動化に関して）この旅を続けなければならないことがすぐにわかりました」とジマーマン氏は語った。 「そのとき、私たちは（パンチング/シャーリングマシンに）スタッキングロボットを追加しようと検討しました。当時、私たちは自動化されたパネル曲げについてあまり考えていませんでした。少なくとも、何らかの作業が実現する機会が得られるまでは。そのタイプのマシンにはぴったりです。」

2015 年に購入した、Prima Power Shear Genius SGe8 パンチ/シャー複合機にパネル ベンディング マシンを追加したことは、より自動化された将来に向けた同社の当初の計画の論理的な拡張でした。 複合機械にスタッキングロボットを設置すると、マテリアルハンドリングの責任が軽減され、機械オペレーターがおそらく 1 台または 2 台の他の機械を稼働できるようになります。 ロボットと接続されたパネル曲げ機は、人間の介入なしに部品を打ち抜き、打ち抜き、成形するシステムに変換されました。 人が初めて部品に触れるのは、パネル ベンダー (成形が必要ない場合はパンチ/シャー マシン) から出てきた完成品を扱うときです。

2020 年、レイテックは完全自動化を追求することを決定しました。 パンチ/シャーセルに供給するために 14 ステーションのタワーを設置し、単一パレットの積み下ろしシステムを置き換えました。 Prima Power サーボ電動 EBe Express ベンダー。 SGe から部品を取り外すのを支援するピッキングおよびスタッキング ロボット。 2 つのセルの間にはバッファリング ステーションがあり、ワークピースが 1 つのステーションから別のステーションにスムーズに流れるようにします。

古いものにもかかわらず、パンチ/シャー複合機は、新しい自動製造ラインを固定する有力な候補であり続けました。 結局のところ、このセルは、オペレーターがいない状態で消灯方式で動作するようにレイテックで設置された最初のセルの 1 つでした。

特に、この機械の部品仕分け機能は生産を合理化するものだとジマーマン氏は語った。 SGe には 30 x 60 インチのものが 2 つあります。 スケルトンから分離された中型部品のドロップゾーンと、小さな部品を捕捉してテーブルの下にある 5 つのビンの 1 つに搬送するクロスコンベアです。

パンチ・シャー複合機に接続する原料貯蔵タワーの追加は、装置の近くに設置できるスペースがあったため、比較的簡単に行うことができました。 ただし、路線全体を正確に計画する必要がありました。

大きくて扱いにくい部品を同社の新しいパネル曲げ機に送ることができるようになり、手作業による材料の取り扱いを必要とせずに自動的に形状が作成されます。

「課題は、ドックのドアによって決まる工場の長さの中に留まることでした」と、プリマパワーのセールスマネージャー、フレッド・クック氏は語った。 「そこで、カスタム構成で標準コンポーネントを提供しました。」

SGe8 は 14 フィートでした。 フォーマット。 適切なことに、機械に接続された FLS1540 シングルシート搬送システムとピッキング/スタッキング ロボット システムの両方がその部品サイズに対応できました。 ベンダーにフィードを供給するピッキングセンター装置は 14 フィートまで許可されています。 部品も同様に加工され、レーザーカットされたブランクを曲げシステムで加工できるようになります。

ただし、パネル ベンダーの設計には微調整が必​​要でした。 Raytec が定期的に製造する特定の部品に対応するために、ベンダーの設計は 149.6 インチから 153.5 インチに拡大されました。

すべてを収納できるスペースを確保するために、いくつかの機械を邪魔にならない場所に移動したとジマーマン氏は語った。 ライン全体にぴったり収まりましたが、すべての機器をドックドアの右側に置くことができました。

このラインは正式には PSBB (パンチング、シャーリング、バッファリング、ベンディング) と呼ばれており、バッファリングの側面は、すべてがライン内をスムーズに流れるように生産のペースを調整するのに役立ちます。 たとえば、SGe 上で多くのパンチングやフォーミングを必要としない部品の場合、せん断加工の速度がスタッキング ロボットの速度を非常に速く上回る可能性があります。 これを回避するために、部品はパンチ/シャーから解放された後にバッファリングされ、ロボットがパネル ベンダーに供給するためのステージングまたは成形が必要ない場合に排出するために部品を積み重ねることができるまで保持されます。

「プログラミング ソフトウェアを使用すると、システム内の潜在的なボトルネックを心配することなく、生産を実行し、最大化することができます」と Zimmerman 氏は言います。

ジマーマン氏によると、特にエンボスやアップフォームが曲げ加工機での作業の一部である場合、EBe はパンチ/シャーの約 2 ～ 3 倍の速度で動作できるため、曲げ機の前に部品が積み重なっていることはそれほど問題ではありません。 SGe。

従来のプレスブレーキとは異なり、パネルベンダーではオペレーターがワークを扱う必要がありません。 部品マニピュレータは、テーブル上に供給されたシートを取り、ブランク ホルダー ツールの間に配置します。その後、ブランク ホルダー ツールが下降して、反対側に材料が突き出た状態でワークピースを所定の位置にクランプします。

金属板を定位置に置き、機械の上下から曲げ刃を動かし金属を折ります。 ほとんどの操作では、ツールの形状ではなく、曲げブレードの動作によって最終的な曲げ角度と半径が決まります。

金属がツーリング (スロートと呼ばれる機械の領域) を超えて突き出るほど、得られるフランジは高くなります。 スロートが深くなるほど、フランジは高くなります。 パネル ベンダーの最大曲げ高さは約 8 インチです。

ぴったりとフィットしましたが、Raytec は新しいパンチング/シャーリング/パネル曲げラインを施設の片側にきちんと配置しました。

ジマーマン氏は、部品マニピュレーターが掴むのに十分なスペースがなく、ブランクホルダーツールを超えて拡張できるほど幅が狭い非常に狭い部品など、EBe はすべてを処理できるわけではないと述べた。非常に汎用性の高いツールで、さまざまなジョブを処理します。 ドアから 13 フィートまでのさまざまなサイズの部品を製造しています。 シフトを通じて一貫してパネルを作成します。

PSBB ライン全体は 1 人の担当者によって担当されます。 ジマーマン氏は、生産性と一貫性の向上に加えて、パネルベンダーから材料が外れるまで誰も材料を扱う必要がないため、ライン全体の作業がより安全になったと付け加えた。

「プログラミング面では、事前に異なるレベルの経験が必要でしたが、結果にはそれだけの価値があります。従来の製造方法よりも、はるかに予測可能かつ制御された方法でオフィスから結果を決定できます。」とジマーマン氏は述べています。言った。 「オペレーターの専門知識やスキルに依存する必要はありません。」

パネルベンディングマシンは、Raytec の成形能力を広げただけでなく、新たなビジネスチャンスへの扉も開きました。

「顧客側では、逃した機会を実現する方法を検討していました。その中の 1 つは、ジョブ ショップ市場には統合されたパネル曲げラインが、あったとしても非常に少ないということでした。これにより、私たちができるようになったのは、通常はこの市場がその技術にアクセスできないジョブショップ市場に完全に統合されたパネル曲げ機能を提供するために、中小規模の量産市場を開拓することです」とジマーマン氏は述べた。

新しい自動化ラインが稼動しているため、Raytec は新しい投資の影響を分析するのに少し時間がかかると期待されていたかもしれませんが、実際はそうではありません。 この金属加工業者は、現在の 46,000 平方フィートの敷地の拡張を進めています。 施設。

ジマーマン氏は、18,000平方フィートの敷地があると述べた。 増築は春の終わりか初夏までに完了する予定で、その後、今夏の後半にはさらに2万8000平方フィートが追加される予定だ。 レイテックは今年秋までに規模を２倍に拡大する。

「業務の一部を少し分散して効率を高めたいと考えています」と同氏は語った。

2 台のレーザー切断機は最初の追加棟に移動されます。 どちらの機械も自動化された材料保管および取り出しタワーに接続され、切断時間を最大化し、労働力をさらに削減できるようになります。

後者の建物拡張に伴い、Raytec は、コイル供給による長さ調整システムをパンチング/シャーリング/パネル曲げラインに統合できる可能性を検討しています。 ジマーマン氏は、ショップは既存のパンチ/シャーシステムを移動し、新しいモデルに置き換える計画があると付け加えた。 その後、スタンドアロンのパンチ/シャー複合機を材料タワーと組み合わせて、さらに無人で操作できるようになります。 セルは、小さな部品をブランキングしたり成形したりするためのバックアップとして機能します。

自動化計画はこれで終わりではありません。 Prima Power は下位互換性のある完全に自動化されたシステムを統合および構築できるため、Night Train FMS 自動材料保管および取り出しシステムは、スタンドアロンのパンチング / シャーリング セルとパンチング / シャーリング セルを実際に結び付ける最後のステップとみなされます。シャーリング/パネル曲げラインの同時加工。

「私たちの目標は、コイルからシートまで任意の機械に入れ、シートの保管場所から任意の機械のパンチに移動し、その後、パンチされた部品を保管のために夜行列車に戻すことができるようにすることです」とジマーマン氏は語った。

現在、Raytec では約 14 名の従業員が金属加工業務を行っています。 さらなる自動化への投資によってこの数字が劇的に変わることはありません。

ジマーマン氏は将来を予測することはできませんが、レイテックは将来的に人員を必ずしも追加することなく、生産性と柔軟性を向上し続ける必要があることを知っています。 これはしばらくの間の計画であり、短期的には引き続き会社を導くことになります。